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Papers recientes

SETI: Búsqueda de Tecnología Alienígena

Paper 1
Título del artículo técnico: SETI via Leakage from Light Sails in Exoplanetary Systems
Autores: James Guillochon & Abraham Loeb
Institución del Primer Autor: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, The Institute for Theory and Computation
Estado: Sometido a ApJ letters

Paper 2
Título del artículo técnico: Extragalactic SETI: The Tully-Fisher Relation as a Probe of Dysonian Astroengineering in Disk Galaxies
Autores: Erik Zackrisson, Per Calissendorff, Saghar Asadi, & Anders Nyholm
Institución del Primer Autor: Department of Physics and Astronomy, Uppsala University
Estado: Sometido en ApJ

Astrobite original: SETI Near and Far – Searching for Alien Technology

Piensa como un Alien

Sin duda uno de los más profundos misterios por ser respondidos es si existen otras formas de vida inteligente en el Universo. Incontables libros, películas, series de televisión y programas de radio han llenado nuestra imaginación de cómo luce la vida inteligente alienígena , qué tecnología podrían traer consigo y qué harían ellos cuando sucediera una confrontación con nuestra especie. Pioneros como Francis Drake y Carl Sagan cambiaron el misterio de un problema atribuido a la ciencia ficción a un tema de investigación científica de trascendencia real con la fundación SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence por sus siglas en inglés). La búsqueda de inteligencia extraterrestre ahora es más proactiva, escuchando emisiones de radio transmisión del espacio y enviando discos dorados encriptados con la autobiografía de la humanidad en naves no tripuladas. Algunas otras formas en que los astrónomos han intentado cuantificar si es posible encontrar vida inteligente pueden ser consultadas en este astrobito. El presente astrobito, por su parte, resumirá dos recientes estudios de cómo podríamos encontrar tecnología alienígena usando el arsenal de herramientas que la astronomía nos proporciona. El objetivo de ambos estudios es la búsqueda de civilizaciones extraterrestres que hayan desarrollado tecnologías y estructuras que, aunque estén fuera de nuestro alcance, tengan efectos que puedan ser observados desde la Tierra. Este post, por ende, proveerá una breve reseña de estos estudios, al que están invitados a leer si desean una lectura a más profundidad del tema.

Navegando a través de las Estrellas

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Figura 1: Representación artística de como luciría una vela de luz.

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Figura 2: Diagrama mostrando la probable filtración de radiación de un sistema de vela de luz desarrollado para un viaje Tierra-Marte. La línea quebrada celeste muestra el camino que seguiría la vela de luz, y el área sombreada en verde es el rayo enviado hacia la vela para propulsar la nave desde la Tierra. El aumento muestra un diagrama de la intensidad del rayo en un regimen de Fraunhofer. Figura 1 del paper 1.

El futuro de la exploración espacial via cohetes de propulsión sufre un tremendo dilema. Para viajar distancias interplanetarias en un tiempo razonable necesitamos viajar realmente rápido, y para viajar realmente rápido, necesitamos mucho combustible para acelerar. Ahora, mucho combustible implica mucho peso, y mucho peso implica la necesidad de más combustible para acelerar. Una popular idea para los futuros viajes espaciales es usar velas de luz (conocidas como velas solares, aunque su utilización se extiende en principio a cualquier estrella), las cuales usan la presión de radiación para acelerar la nave sin tener que cargar consigo  una excesiva cantidad de combustible. Aunque la vela podría reflejar luz del Sol como una manera de propulsarse, rayos de intensa radiación producidos en un planeta podrían proveer de una mayor propulsión en cuanto la distancia a la estrella más cercana se incremente (por poner las cosas en perspectiva, si la vela tuviera una reflectividad perfecta y estuviera localizada a 1 UA de una estrella tipo Sol, la radiación únicamente podría propulsar la nave a 10 micronewtons por metro cuadrado de vela, la cual es aproximadamente  la fuerza requerida para contrarrestar la aceleración de la gravedad de la Tierra). Así, podría enviarse un rayo de luz directo hacia la vela para empujarla con mayor efecto de la que podría proveerse de su estrella. Esperamos que en un no muy distante futuro, seamos capaces de producir esta tecnología para un rápido y eficiente viaje interplanetario. La vida inteligente, sin embargo, podría ya estar utilizando este tipo de naves. Esto nos lleva a la pregunta: ¿podríamos de alguna forma saber si alguien esta utilizando tecnología como esta?

Los autores del Paper 1 analizan este tipo de transporte y la firma electromagnética que podría observarse de una nave espacial ficticia que viajara de la Tierra a Marte. Sin ahondar mucho en los detalles, durante una parte del período de aceleración de la nave, algo de la radiación estaría sujeta a “filtrarse” de la vela y propagarse al medio interplanetario (figura 2). Dado que los dos planetas entre los que está viajando la nave se encuentran aproximadamente en el mismo plano orbital, el rayo de radiación que impulsa la vela y la subsecuente filtración de la radiación estarán también dirigidos a lo largo del plano orbital. Como sea, así como el rayo láser, la filtración de la radiación se concentraría en un área angular muy pequeña. Por lo que para tener alguna oportunidad de detectar esta filtración, necesitamos buscar  sistemas exoplanetarios que se vean “de canto” desde la Tierra,… ¡exactamente el tipo de sistemas que han sido descubiertos por surveys de exoplanetas en tránsitos como Kepler! También, asumiendo que una civilización alienígena estaría preocupada por minimizar costos y maximizar eficiencia, el rayo usado para impulsar la vela probablemente estaría en la frecuencia de las microondas. Este tipo de rayos sería más fácilmente distinguible de la luz de la estrella y permitiría detectar tal radiación incluso a distancias del orden de 100 pársecs con telescopios de radio búsquedas de SETI como Parks y Green Bank Telescope.

Reactores Nucleares de la Naturaleza

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Figura 3: Representación artística de una Esfera de Dyson.

Aunque la mayoría de los esfuerzos de SETI están confinados a nuestra propia galaxia, existen métodos potenciales mediante  los cuales podemos descubrir supercivilizaciones alienígenas en galaxias muy, muy lejanas. Cuando una civilización inteligente crece en población (y en capacidades tecnológicas) forzosamente demandará una mayor cantidad de energía para mantenerse. Éste crecimiento de la necesidad energética aumentará exponencialmente. Un concepto popular para satisfacer esta demanda es la Esfera de Dyson (figura 3). Esta megaestructura esencialmente actúa como un gigantesco panel solar que encapsula completamente a la estrella, capturando la mayor parte o toda la energía y siendo usada para satisfacer las necesidades de una civilización avanzada. Para tener una idea de cuánta energía se podría obtener de este sistema, si fuéramos capaces de capturar toda la energía que produce la atmósfera del Sol con una esfera de Dyson 100% eficiente, tendríamos suficiente para proveer de energía a 2 billones (un millón de millones) de Tierras, dado nuestro actual consumo energético. Si esta energía no fuera suficiente, una supercivilización alienígena podría teóricamente repetir el proceso con otras estrellas de su galaxia. El paper 2 considera este tipo de supercivilización (conocido como civilización Kardashev tipo III) y cómo seríamos capaces de detectarlos en galaxias distantes.

La clave para detectar este increíblemente avanzado tipo de astroingeniería es usar la relación Tully-Fisher, una relación empírica para relacionar la luminosidad de las galaxias espirales con el ancho de ciertas líneas de emisión (que a su vez es un indicador de cuan rápido rota la galaxia). Si una supercivilización alienígena estuviera aprovechando la potencia energética de una fracción substancial de las estrellas de su galaxia, la galaxia parecería más oscurecida a un observador distante, ya que una gran porción de la luz estelar sería absorbida por las esferas de Dyson. Estas galaxias, entonces, aparecerían como “outliers” en la relación Tully-Fisher, esto es, como puntos que no se ajustan a la relación. Esto es debido a que, aunque la rotación de una galaxia también se vería afectada por la construcción de las esferas, el efecto final sobre la dinámica de la galaxia sería muy pequeño en comparación con el decrecimiento de la luminosidad. Los autores estudiaron grandes muestras de galaxias espirales y buscaron por aquellas que estuvieran a 1.5 magnitudes (75% menos luminosas) que lo que la relación Tully-Fisher predice para ellas (Figura 4).

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Figura 4: Diagrama Tully-Fisher conteniendo la muestra de galaxias elegidas para el estudio. La línea solida indica la relación Tully-Fisher, con el eje-y siendo la banda de observación I y el eje-x siendo el logaritmo del ancho de línea. Se identifican 11 outliers (numerados y  marcados) con menos de 1.5 magnitudes menos que lo predicho por la relación Tully-Fisher, estando en azul, verde y rojo indicadas las clases de diferentes incertidumbres observacionales (ver el paper 2 para más detalles). Figura 1 en paper 2.

Para más evidencias de si estas galaxias candidatas apuntan a la existencia de astroingeniería a gran escala, los autores examinaron la emisión en infrarrojo de los objetos. Las esferas de Dyson serían probablemente eficientes absorvedores de radiación óptica y ultravioleta, pero tendrían la necesidad de irradiar el exceso de calor proveniente del infrarrojo. En teoría, si alguna de las galaxias candidatos tuviera una baja luminosidad óptica/ultravioleta pero un exceso de luminosidad infrarroja, sería un indicativo más para la existencia de esferas de Dyson. Como sea, en realidad, esto es un problema altamente no trivial que depende de los tipos de estrellas asociados con las esferas de Dyson, la temperatura a la cual las esferas operan y el contenido de polvo de la galaxia (paper 2 para más detalles). No es necesario decir que, una mejor evidencia de astroingeniería a gran escala en una galaxia distante requeriría una muy buena determinación de los parámetros de la galaxia como para corroborar que es un fuerte outlier en la relación Tully-Fisher. Aunque ninguno de los candidatos en este estudio muestra claros signos de ingeniería alienígena, los autores fueron capaces de establecer un límite superior tentativo de ~0.3% para galaxias de disco que hospeden civilizaciones Kardashev tipo III. Aun si una especie extraterrestre con este tipo de avance es difícil de descubrir, el Universo seria un lugar muy solitario si los humanos fueran la única forma de vida inteligente y este tipo de exploración imaginativa quizás nos diga algún día si tenemos compañía en el cosmos.

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